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制浆造纸废水厌氧处理的应用情况
2008年06月21日 星期六 15:57

目前厌氧生物反应器系统已用于处理TMPCTMPNSSC、机械浆、二次纤维制浆、蒸发冷凝水、亚硫酸盐漂白、造纸车间以及纸板厂综合水等多种制浆造纸废水的处理。因废水性质的差异,其反应器负荷在5~27之间,处理效率为COD去除率50%~80%BOD去除率75%~99%。事实证明:厌氧技术是制浆造纸废水处理的一种可行技术。制浆造纸废水类型多样,由原料、制浆工艺、得率、漂白工艺和纸品种的不同,废水性质相去甚远。它们可能存在生物难降解的木素和单宁,也含有有机与无机的毒性物质。在多种主要的制浆造纸废水中,机械浆(GWPTMP)、蒸发冷凝水、造纸废水和二次纤维制浆废水相对含有较少的木素和有毒物,它们可被看作易处理的废水。在厌氧处理中他们较少产生毒性问题的困扰,并且会有相对高的COD去除率。另一个方面,半化学浆、化机浆(CTMP)、漂白和湿法剥皮废水含有相对高的木素含量或毒性物质,™属于难处理的废水。对于碱法化学浆黑夜,经过碱回收处理后,剩余的蒸发冷凝水是易于处理的,而不经碱回收处理的黑夜木素含量非常高、且有毒性,属于难降解的废水。制浆造纸废水的毒性并不意味厌氧技术不能用于这种废水的处理。不少研究成果已用于有毒的制浆造纸废水的厌氧处理,其中包括基于对毒性物质和厌氧微生物学的新认识而作出的工艺改良和对废水的脱毒处理。以下对制浆造纸废水中的有毒或难降解废水处理方面的新进展加以介绍:

CTMP废水

CTMP是发展最快的制浆方法,因此人们对CTMP废水的厌氧处理的兴趣也在增加。CTMP废水是对厌氧菌产生严重抑制的废水,其中的毒性物质主演来源于树脂化合物,其中包括树脂酸。松香酸、挥发性 烯等。CTMP制浆的化学处理溶出的树脂化合物可占废水COD的约10%,此外CTMP废水中也可能含有例如硫化合物,过氧化氢和螯合剂等干扰厌氧过程的化学品。CTMP废液中的树脂可以通过在较低pH值下用高价盐沉淀的方法去除。此外,CTMP废水中的树脂已证实是与细小纤维结合在一起的,如果这些细小纤维能完全沉淀下来,则几乎可以完全除去CTMP废水的毒性。另外一个有创意的脱毒流程利用了好氧处理可以降解树脂类抽出物的特点,草用好氧后处理的的出水回流以稀释原废液,使其达到对厌氧处理安全的浓度。中试与小时的CTMP废水运用这种工艺,在厌氧反应器负荷达到5~15下运行相当好,厌氧处理相应的CODBOD去除率为40%65%

⑵黑液

碱法制浆黑夜的50%IC值比黑液的实际浓度低几倍到十倍左右,因此黑液的稀释或脱毒是其厌氧处理的先决条件。但木材制浆黑液均经过碱回收处理,不错在对黑液直接厌氧处理的问题。研究证明,在草将黑液中厌氧菌是可以驯化的,这意味着它的毒性相对降低。但某些非木材纤维黑液是不可以驯化的(如麻浆)。在反应器中草浆黑液可以不经稀释(驯化后)或稀释较低的倍数后直接处理,但其它不可驯化的黑液必须稀释到低浓度才能处理。经过适当稀释后,黑液可以在厌氧反应器中以高的速率处理,,可生物降解COD(占总COD的约50%)95%~99%可被去除。与CTMP废水处理类似,也可以用高价盐或酸处理黑液。在实验室研究中,黑液同酸性废水混合后进行处理。COD去除率达到85%,其中COD去除率的一部分归因于木素的沉淀。

⑶剥皮废水

单宁化合物是木材湿法剥皮废水中最主要的毒性哈、化合物,其中浓度可高达波皮废水中溶解性COD的13%~30%。树皮中单宁的50%IC仅有350mg/L,说明毒性较强。剥皮废水的厌氧处理原则上首先应考虑与其它废水混合来降低单宁的浓度,如果不能采用稀释方法,则在厌氧处理前必须采用某种脱毒手段,近来发展的新技术之一就是使有毒的单宁聚合物为高相对分子质量的腐殖质聚合物,这种高相对分子质量聚合物是无毒的。在较高的pH值下短时间通入空气就可以使低相对分子质量单宁聚合。使用这种工艺在实验室厌氧反应器中处理松木剥皮废水,负荷高达20,可降解COD的去除率为98%

⑷漂白废水

漂白废水是毒性最强的制浆造纸废水,其毒性主要来自漂白中氯化阶段的有机氯化物。低相对分子质量氯代酚浓度大约在0.1~2.6mg/L范围。此外,漂白中碱抽提阶段也会溶出树脂化合物,在硫酸盐木浆的漂白废水中测得的树脂浓度在45~410mg/L。迄今为止,对漂白废水中氯化物研究还是很不充分的,不过已知五氯代酚的毒性是非常强的,仅在0.2mg/L浓度下即可产生很强的抑制作用。但是,氯代酚在厌氧过程中能够被降解,因此厌氧菌能够产生驯化,他们对氯代酚的忍受性会提高,同时进液中氯代酚的浓度在厌氧处理中会因降解而很快降低。研究发现逐渐增加厌氧处理中今夜的五氯代酚浓度直至5mg/L,厌氧处理仍维持稳定,同时99%的五氯代酚被分解。漂白废水在稀释到某种程度后是可以厌氧处理的。例如,用KP法或者SP法制浆废水在回收工段产生的蒸发冷凝水与碱抽提工段的漂白废水混合,可以有效降低废水的毒性,同时可以减少废水中和的费用。混合后的废水已证明可在8~12 kgCOD/(m3·d)的高负荷下去除BOD70~80%


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